JP2018532576A - Method for separating mill scale from wastewater - Google Patents
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Abstract
熱間圧延機からミルスケールを採取する方法が提供される。熱間圧延機は、樋を含む。方法は、廃水中のミルスケール粒子を搬送するステップと、熱間圧延機の樋から廃水を回収するステップと、分離器を用いて廃水からミルスケール粒子を分離するステップと、を含む。熱間圧延機および熱間圧延機を改造する方法もまた、提供される。A method for collecting mill scale from a hot rolling mill is provided. The hot rolling mill includes a ridge. The method includes conveying mill scale particles in the waste water, recovering the waste water from the hot rolling mill dredging, and separating the mill scale particles from the waste water using a separator. A hot rolling mill and a method of modifying the hot rolling mill are also provided.
Description
本発明は、一般に熱間圧延機または塩基性酸素転炉(BOF:Basic Oxygen Furnace)の廃水からのミルスケールの分離に関する。 The present invention relates generally to the separation of mill scale from waste water of a hot rolling mill or a basic oxygen furnace (BOF).
連続偏向分離(以下、「CDS:Continuous deflective separation」)は、流動する流体ストリームから、固体または粒状物質などの汚染物質を分離するための濾過法である。CDSユニットは、雨水処理に使用される最も一般的な装置である。CDSユニットは、上部セクションに篩を、底部セクションに汚水を含む。CDSユニットは、流体ストリーム流入を分離チャンバ内に偏向させる。篩は汚染物質を除去し、流体をストリームに戻す。浮揚性固形物は分離チャンバ内で運動しているままなので、篩を目詰まりさせない。重い固形物はチャンバ内の汚水の底に沈殿する。 Continuous deflection separation (hereinafter “CDS: Continuous differential separation”) is a filtration method for separating contaminants such as solid or particulate matter from a flowing fluid stream. The CDS unit is the most common device used for rainwater treatment. The CDS unit contains a sieve in the top section and sewage in the bottom section. The CDS unit deflects the fluid stream inflow into the separation chamber. The sieve removes contaminants and returns the fluid to the stream. The buoyant solid remains moving in the separation chamber and does not clog the sieve. Heavy solids settle to the bottom of the sewage in the chamber.
米国特許第7297266号明細書は、篩装置を用いて流体ストリームから粒子を分離することを、意図的に開示している。篩は、流体ストリームがタンクの貯蔵チャンバからタンク流出口まで通過した際に、流体ストリームから比較的大きい粒子を濾過する。篩は好ましくは、タンクの保持セクション内の流体流の平滑化に役立てるため、切替弁の形状と実質的に一致する形状である。 U.S. Pat. No. 7,297,266 intentionally discloses the separation of particles from a fluid stream using a sieving device. The sieve filters relatively large particles from the fluid stream as it passes from the tank storage chamber to the tank outlet. The sieve is preferably of a shape that substantially matches the shape of the switching valve to help smooth the fluid flow in the holding section of the tank.
米国特許第7465391号明細書は、連続偏向分離を用いて液体ストリームから固体物質を分離する装置を、意図的に開示している。装置は、略垂直な縦軸を有するように配向された内部空間を包囲する、円筒形の分離パネルを含む。 U.S. Pat. No. 7,465,391 intentionally discloses an apparatus for separating solid material from a liquid stream using continuous deflection separation. The apparatus includes a cylindrical separation panel that encloses an interior space oriented to have a generally vertical longitudinal axis.
熱間圧延機は、鉄鋼業界において周知である。 Hot rolling mills are well known in the steel industry.
塩基性酸素転炉(BOF)もまた、鉄鋼業界において周知である。 Basic oxygen converters (BOF) are also well known in the steel industry.
本発明は、油汚染の少ないミルスケールを回収するため、熱間圧延機または塩基性酸素転炉内の樋からミルスケールを回収することを、提供する。 The present invention provides for recovering the mill scale from the soot in a hot rolling mill or basic oxygen converter to recover the mill scale with low oil contamination.
本発明は、廃水中のミルスケール粒子を搬送するステップと、熱間圧延機または塩基性酸素転炉の樋から廃水を回収するステップと、分離器を用いて廃水からミルスケール粒子を分離するステップと、を備える、熱間圧延機または塩基性酸素転炉からミルスケールを採取する方法を提供する。 The present invention includes a step of conveying mill scale particles in waste water, a step of recovering waste water from a hot rolling mill or a basic oxygen converter dredger, and a step of separating mill scale particles from waste water using a separator. A method for collecting a mill scale from a hot rolling mill or a basic oxygen converter is provided.
本発明は、鋼スラブを再加熱するための再熱炉と、再熱炉の下流で鋼スラブを処理するための少なくとも1つのスタンドと、ミルスケール粒子および廃水を搬送する少なくとも1つのスタンドに接続された樋と、樋の中の廃水からミルスケール粒子を分離するための分離器と、を備える熱間圧延機を提供する。 The present invention is connected to a reheat furnace for reheating the steel slab, at least one stand for treating the steel slab downstream of the reheat furnace, and at least one stand for conveying mill scale particles and waste water And a separator for separating mill scale particles from waste water in the basket.
本発明はまた、分離器を備える塩基性酸素転炉を提供してもよい。分離器は、脱水装置に直接接続されてもよい。 The present invention may also provide a basic oxygen converter with a separator. The separator may be directly connected to the dehydrator.
本発明はまた、廃水からミルスケール粒子を分離するために分離器を使用することも提供し、好ましくはミルスケールを採取するために粗粒子分離器または連続偏向分離分離器を使用することを提供する。 The present invention also provides the use of a separator to separate mill scale particles from waste water, preferably using a coarse particle separator or a continuous deflection separator to collect mill scale. To do.
本発明は、樋の中に分離器を配置するステップを含む圧延機を改造する方法を、さらに提供する。塩基性酸素転炉もまた、分離器を用いて改造されてもよい。 The present invention further provides a method for retrofitting a rolling mill that includes the step of placing a separator in the basket. A basic oxygen converter may also be modified using a separator.
方法はまた、単独でまたは組み合わせて、以下の特徴のいずれかを含んでもよい。
・ミルスケール粒子を採取する。
・採取したミルスケールを洗浄する。
・採取したミルスケールを脱水する。
・廃水は樋の中で高速で渦巻くかまたは流れている。
・再熱炉、スケールブレーカ、粗スタンド、冷却スタンド、または仕上スタンドの下流に分離器が提供される。
・分離器は樋の中に位置する。
・分離器はピットの上流に位置する。
・残りの廃水を熱間圧延機内で下流に向ける。
・残りの廃水はピットに向けられる。
The method may also include any of the following features, alone or in combination.
-Collect mill scale particles.
-Wash the collected mill scale.
・ Dehydrate the collected mill scale.
・ Waste water is swirling or flowing at high speed in the cage.
A separator is provided downstream of the reheat furnace, scale breaker, coarse stand, cooling stand, or finishing stand.
・ The separator is located in the basket.
・ The separator is located upstream of the pit.
-The remaining wastewater is directed downstream in the hot rolling mill.
・ The remaining wastewater is directed to the pit.
熱間圧延機はまた、単独でまたは組み合わせて、以下の特徴のいずれかを含んでもよい。
・樋の下流のピット。
・少なくとも1つのスタンドはスケールブレーカ、粗スタンド、冷却スタンド、仕上スタンド、冷却またはランアウトテーブル、またはコイラーである。
・分離器の下流の洗浄装置。
・分離器の下流の脱水装置。
A hot rolling mill may also include any of the following features, either alone or in combination.
・ A pit downstream of the pass.
The at least one stand is a scale breaker, a coarse stand, a cooling stand, a finishing stand, a cooling or runout table, or a coiler.
-A cleaning device downstream of the separator.
-Dehydrator downstream of the separator.
本発明の好適な実施形態は、以下の図面を参照して説明される。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the following drawings.
製鋼プロセスで使用される塩基性酸素転炉(BOF)は、濾過ケーキおよびスパークボックススラリを含む副産物を生じる。濾過ケーキは通常、埋め立て地に送られる。スパークボックススラリは運び出されることが多い。 The basic oxygen converter (BOF) used in the steel making process produces by-products including filter cake and spark box slurry. Filter cake is usually sent to landfill. Spark box slurry is often carried out.
加えて、熱間圧延機は、スラブ、インゴット、ビレット、および/またはブルーム、あるいはその他の長尺炭素製品を含む半完成鋼製品から完成鋼製品を製造する。熱間圧延機は半完成鋼製品(この例ではスラブ)を再加熱し、スラブがさらに長く薄くなるように圧延し、以後の工程のために鋼板の長さをコイル状に巻く。この処理の間に固形廃棄物が生成される。濾過ケーキおよびスパークボックススラリに加えて、粗粒子またはミルスケールとしても知られるこの廃棄物は、完成鋼製品の副産物である。ミルスケールは鉄が豊富であり、通常はたとえば70重量%超の鉄を含む。ミルスケールは、油、グリース、またはその他のトランプエレメントで汚染されていなければ、優れた鉄資源になり得る。しかしながら、ミルスケール中の高濃度油は、熱間圧延機のミルスケールを再生利用する上で大きな障害である。油性ミルスケールは、揮発性有機化合物(以下、「VOC」)排出量違反を招く可能性があり、焼結および溶鉱炉の製鉄では使用できない。油性ミルスケールは、機器の故障およびバグハウスの燃焼を引き起こす可能性がある。油性ミルスケールはしばしば埋め立て地で廃棄されるが、これは高額になり得る。現在の市場条件下では、きれいなミルスケールは油性ミルスケールよりも1トンあたり$20高い。きれいなミルスケールは、小レンガ状になっていて、製鉄および製鋼プロセスで使用される。粗粒子またはミルスケールは、利益を伴って再生利用できる。その結果、BOF廃水から粗粒子を分離するための、コスト効率のよい技術を開発することが望ましい。 In addition, hot rolling mills produce finished steel products from semi-finished steel products including slabs, ingots, billets, and / or blooms, or other long carbon products. The hot rolling mill reheats the semi-finished steel product (slab in this example), rolls the slab so that it is longer and thinner, and winds the length of the steel sheet into a coil for subsequent processing. Solid waste is generated during this process. In addition to filter cake and spark box slurry, this waste, also known as coarse particles or mill scale, is a by-product of the finished steel product. The mill scale is rich in iron and usually contains, for example, more than 70% iron by weight. Mill scale can be an excellent iron resource if it is not contaminated with oil, grease, or other playing card elements. However, high-concentration oil in the mill scale is a major obstacle to recycling the mill scale of the hot rolling mill. Oily mill scale can lead to volatile organic compound (hereinafter “VOC”) emissions violations and cannot be used in sintering and blast furnace ironmaking. Oily mill scale can cause equipment failure and baghouse burning. Oily mill scales are often disposed of in landfills, which can be expensive. Under current market conditions, a clean mill scale is $ 20 per ton higher than an oily mill scale. Clean mill scales are in the form of small bricks and are used in iron and steel making processes. Coarse particles or mill scale can be recycled with benefits. As a result, it is desirable to develop cost-effective techniques for separating coarse particles from BOF wastewater.
ミルスケールは、スラブの表面上に形成する酸化鉄の層である。一次と二次の2つのタイプのミルスケールがある。一次ミルスケールは再熱炉で形成されるが、二次ミルスケールは、再熱炉の下流、たとえば粗圧延機および仕上圧延機で形成される。再熱炉内の温度は約1200℃なため油があったとしても直ちに燃焼するので、一次スケールは一般的にきれいで油を含まない。ほとんどのミルスケールは、再熱炉で形成された一次スケールである。 The mill scale is a layer of iron oxide that forms on the surface of the slab. There are two types of mill scales, primary and secondary. The primary mill scale is formed in a reheating furnace, while the secondary mill scale is formed downstream of the reheating furnace, for example, in a roughing mill and a finish rolling mill. Since the temperature in the reheating furnace is about 1200 ° C., even if there is oil, it burns immediately, so the primary scale is generally clean and free of oil. Most mill scales are primary scales formed in a reheat furnace.
鋼表面上に形成されたスケール層の厚さまたは質量は、時間とともに変化する:
熱間圧延機において、鋼スラブは再熱炉内で再加熱され、熱間圧延トレーンを介してスケール除去ユニットまで搬送される。スケール除去ユニットは、加圧水を用いてスラブから一次スケールを除去する。スプレーヘッダは1500psiの加圧水をスラブに吹きつけることができる。下流のスケールブレーカローラは、残っているいかなるスケールも粉砕するために使用されてよい。スイープスプレーは、表面上に残っているその他の緩んだスケールを洗い流すために使用されてよい。 In a hot rolling mill, the steel slab is reheated in a reheating furnace and conveyed to a descaling unit via a hot rolling train. The scale removal unit removes the primary scale from the slab using pressurized water. The spray header can spray 1500 psi of pressurized water onto the slab. A downstream scale breaker roller may be used to grind any remaining scale. A sweep spray may be used to wash away any other loose scale remaining on the surface.
スラブはその後、粗圧延機によって圧延され、縁を落とされ、二次スケールを除去するために再びスケール除去される。二次スケールは、たとえば粗圧延機内にある時間の間、スラブが炉から出てから成長したスケールである。高圧水ジェットノズルは、粗圧延機の間および後にスラブの表面からスケールを清浄する。スラブはその後、スラブの厚さを所望の寸法まで減少させる仕上圧延機を通り、スラブはその後冷却され、コイル状に巻かれて、搬送の準備が整う。 The slab is then rolled by a roughing mill, trimmed, and descaled again to remove the secondary scale. The secondary scale is, for example, a scale that has grown since the slab exited the furnace for some time in the roughing mill. The high pressure water jet nozzle cleans the scale from the surface of the slab during and after the roughing mill. The slab is then passed through a finishing mill that reduces the thickness of the slab to the desired dimension, and the slab is then cooled and wound into a coil to be ready for transport.
油およびグリースは、熱間圧延プロセス全体に存在する。軸受はグリースで潤滑化され、油圧機械は油含有流体で動作する。作業ロールもまた、油含有潤滑剤で潤滑化される。機械類および圧延機部品から漏れるグリースおよび油は、熱間圧延プロセスの間に使用される冷却水に入り込み、結果的に油性廃水を生じる。この油性廃水がミルスケールを運ぶとき、油がミルスケール粒子の表面にくっついて被覆し、これによりミルスケールを汚染する。油は、0.15重量%超の量で存在する可能性がある。 Oil and grease are present throughout the hot rolling process. The bearing is lubricated with grease and the hydraulic machine operates with oil-containing fluid. The work roll is also lubricated with an oil-containing lubricant. Grease and oil leaking from machinery and rolling mill parts enter the cooling water used during the hot rolling process, resulting in oily wastewater. As this oily wastewater carries the mill scale, the oil sticks to the surface of the mill scale particles and thereby contaminates the mill scale. The oil may be present in an amount greater than 0.15% by weight.
油から粗粒子またはミルスケールを分離できることが、必要である。粗粒子またはミルスケールの分離は、油性スラッジ生成の減少により、鋼材熱間圧延機の廃水処理費用および埋め立て費用の費用を削減する。分離はBOF廃水の処理費用も削減し、BOF粗粒子は利益を伴って再生利用される。 It is necessary to be able to separate coarse particles or mill scale from the oil. Coarse particle or mill scale separation reduces the cost of waste water treatment and landfill costs for steel hot rolling mills by reducing oily sludge production. Separation also reduces the processing costs of BOF wastewater, and BOF coarse particles are recycled with profit.
可能な解決策は、プロセス前分離、プロセス後分離、およびプロセス中分離を含む。プロセス前分離は、熱間圧延プロセスから油を排除すること、または油が廃水に入るのを防ぐことを含む。プロセス後分離は、熱脱油、溶媒抽出、または集中洗浄によって、油性ミルスケールおよびスラッジから油を除去することを含む。プロセス中分離は、廃水が樋の中を高速で流れている間に油および廃水からミルスケール粒子を分離することを含む。 Possible solutions include pre-process separation, post-process separation, and in-process separation. Pre-process separation includes eliminating oil from the hot rolling process or preventing oil from entering wastewater. Post-process separation involves removing oil from oily mill scale and sludge by thermal deoiling, solvent extraction, or intensive washing. In-process separation involves separating mill scale particles from oil and waste water while the waste water is flowing at high speed through the dredging.
従来の慣例では、油がミルスケール粒子を被覆する機会が3つあった:(1)ピットの中での油とミルスケールとの間の対抗運動;(2)油の浮いた水面を通じて沈殿したミルスケールを掘ること;および(3)油性の異物。 In conventional practice, there were three opportunities for the oil to coat the mill scale particles: (1) counter-movement between the oil and the mill scale in the pit; (2) settled through the floating surface of the oil. Digging the mill scale; and (3) oily foreign matter.
プロセス中分離は、従来の慣例に対する利点を含む。発明者らは、樋の乱流水の中ではミルスケール粒子が油の被覆に耐えることを見いだした。その結果、樋水が高速で移動している間にミルスケールが樋水から直接採取されれば、ミルスケールはきれいで再生利用可能となる。したがって、プロセス中分離の間に樋からきれいなミルスケールを抽出することが望ましい。樋水の余剰エネルギーが使用されるので、油からミルスケールを分離するために付加的なエネルギーは必要とされない。さらに、付加的な環境保護手段も必要とされない。 In-process separation includes advantages over conventional practices. The inventors have found that in scale turbulent water, mill scale particles withstand oil coating. As a result, if the mill scale is taken directly from the flood while the flood is moving at high speed, the mill scale will be clean and recyclable. Therefore, it is desirable to extract a clean mill scale from the soot during separation during the process. Since surplus energy is used, no additional energy is required to separate the mill scale from the oil. Furthermore, no additional environmental protection measures are required.
発明者らは、廃水が下記にしたがって高速で樋の中を移動している間、「プロセス中」にミルスケール粒子が油および廃水から分離可能であることを、見いだした。
第一の例において、樋水から採取されたスケールは、スケールがピットから採取される従来の方法によって採取されたスケールよりもきれいである。ボックス1は、中央樋に接続されたピットを表す。ボックス2は北側樋に接続されたピットを表し、ボックス3は南側樋に接続されたピットを表す。樋からのミルスケールの油濃度は、ボックス1から3によって表されるピットから採取されたスケールよりも約10倍低い。
In the first example, the scale taken from the flood is cleaner than the scale taken by conventional methods where the scale is taken from the pit.
本発明者らは、ミルスケールの回収用の樋の中の分離器の位置が重要であることも見いだした。源の近くに分離器を位置決めすることで、たとえば0.15重量%未満など、十分に低い油含有量を有するミルスケールの採取を可能にする。このプロセスを実施するために、十分に効率的で経済的な分離器が使用されるべきである。このような分離器は、たとえば粗粒子分離器またはCDS分離器であってもよいが、しかしながらその他のタイプの分離器もまた使用されてよい。 The inventors have also found that the position of the separator in the mill scale recovery basket is important. Positioning the separator near the source allows for the collection of mill scales with a sufficiently low oil content, such as less than 0.15% by weight. A sufficiently efficient and economical separator should be used to carry out this process. Such a separator may be, for example, a coarse particle separator or a CDS separator, however other types of separators may also be used.
分離器は効果的、安価、および単純でなければならない。分離器は、捕捉されたミルスケール粒子を油で汚染させることなく、高速の樋水からミルスケールを捕捉することができなければならない。分離器は、いかなる付加的な環境問題または懸念も取り入れてはならない。 The separator must be effective, inexpensive and simple. The separator must be able to capture the mill scale from high-speed flooding without contaminating the captured mill scale particles with oil. The separator should not incorporate any additional environmental issues or concerns.
粗粒子分離器が好ましい。たとえば、International HydroのHeadCell(R)粗粒子および砂分離器が好ましいかもしれない。この分離器は、樋からの廃水を受け取り、粗粒子またはミルスケールおよび揮発性固形物から廃水を分離する。その後粗粒子は洗浄および脱水される。粗粒子分離器は、廃水および油からミルスケールを分離する。その後きれいなミルスケールは脱水されるので、きれいなミルスケールは内部で使用されるかまたは販売されることが可能である。その後廃水は、油および残りの流れを既存のピットおよび廃水処理システムに届ける。 A coarse particle separator is preferred. For example, International Hydro's HeadCell® coarse particle and sand separator may be preferred. This separator receives wastewater from the soot and separates the wastewater from coarse particles or mill scale and volatile solids. The coarse particles are then washed and dehydrated. The coarse particle separator separates the mill scale from waste water and oil. Since the clean mill scale is then dehydrated, the clean mill scale can be used or sold internally. The wastewater then delivers the oil and the remaining stream to the existing pits and wastewater treatment system.
第二の例において、油性ミルスケールはきれいな乱流水で洗浄された。混合物は、5分間強く攪拌された。スケールは、20分にわたって沈殿させられた。水が注ぎ出されてスケールの油が分析された。きれいな乱流水がスケールから油を除去した。 In the second example, the oily mill scale was washed with clean turbulent water. The mixture was stirred vigorously for 5 minutes. The scale was allowed to settle over 20 minutes. Water was poured out and scale oil was analyzed. Clean turbulent water removed the oil from the scale.
第三の例において、スカルパー装置が最初のピットの入り口点に実装された。廃水は高速で侵入する。スカルパーは、廃水からスケールをすくい、スケールをコンベヤ上に落とす。スカルパーピットスケールは、年間約30,000NTを生産し、0.05重量%未満の油含有量を有するが、その一方でピットスケールは0.4重量%の油含有量を有し、年間約10,000NTを生産する。スカルパーピットスケールとピットスケールとの混合物は、0.18重量%の油含有量となる。きれいなミルスケールを回収する能力は、油性ミルスケールおよび埋め立てにかかわる費用を削減する。 In the third example, a scalper device was implemented at the entry point of the first pit. Wastewater enters at high speed. The scalper scoops the scale from the wastewater and drops the scale onto the conveyor. The Scalper Pit Scale produces about 30,000 NT per year and has an oil content of less than 0.05% by weight, while the Pit Scale has an oil content of 0.4% by weight and is about Produces 10,000 NT. The mixture of scalper pit scale and pit scale has an oil content of 0.18% by weight. The ability to recover a clean mill scale reduces the costs associated with oily mill scale and landfill.
図1は、本発明による熱間圧延機100を示す。スラブ110は、たとえば1200℃など、所望の温度まで再加熱するための再熱炉10に侵入する。スラブはその後、スケール除去のために一次スケールブレーカスタンド12まで搬送される。スラブ110は粗スタンド14まで続き、さらに仕上スタンド16まで続いてから、冷却スタンド18およびコイラー20に到達する。コイル状に巻かれた鋼は、さらなる処理のために送り出される。たとえば、コイル状に巻かれた鋼は、冷間ローラ、ピックラーに送られるか、または別の施設に出荷される。
FIG. 1 shows a
プラント再利用水120は、スラブ110を洗浄およびスケール除去するために使用される。プラント再利用水120はまた、装填ロールおよびその他の圧延機部品を冷却および保護するためにも使用される。プラント再利用水の流量は、スラブをスケール除去するために使用されるときは毎分20,000から40,000ガロンの範囲であってもよく、圧縮水が毎秒3から5フィートの速度でスケールを吹き飛ばすことができる。プラント再利用水およびスケールは、樋30、32、34、36を介してそれぞれスケールピット22、24、26、28まで運ばれて、スケールが水120から分離されるのでスケールが採取可能である。
ピット22、24、26、28は樋30、32、34、36と比較すると非常に広いので、水速が低下して樋の中の成分が沈殿する。油は上に浮き上がってスケールは底に沈殿する。従来、スケールはその後ピットから回収される。スケールを油で汚染しないように、スケールの回収には注意を払わなければならない。
Since the
本発明によれば、スケールがピット22、24、26、28に到達する前に、スケールは樋30、32、34、36から採取されてもよい。発明者らは、水が流れている間に樋から直接スケールを採取することで、よりきれいなスケールの採取ができることを見いだした。発明者らはまた、できるだけスケール形成源の近くでスケールを採取することでもきれいなスケールの採取ができることを、見いだした。
According to the present invention, the scale may be taken from the
本発明の好適な実施形態によれば、スケールを採取するために樋30、32、34、36に接続された分離器40、42、44、46が使用される。分離器は周知であって、雨水処理に使用されるものである。分離器は、固体物質から液体を分離する。International Hydro製のHeadCell(R)粗粒子分離器が好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention,
図2は、熱間圧延機動作中の「プロセス中」にスケールを採取するために使用される、樋30、32、34、36に接続された分離器40、42、44、46を含む熱間圧延機101の別の概略図である。類似構成要素を示すために、図1と同じ参照番号が使用されている。
FIG. 2 shows the
粗粒子分離器および「CDS」分離器は、広範囲の雨水流および条件を取り扱う。これらの技術は、偏向選別/濾過、渦流集中、拡散沈殿、および整流を含む非常に小さい専有面積で雨水流から汚染物質を除去するために、複数の主要な浄化処理プロセスを採用している。 Coarse particle separators and “CDS” separators handle a wide range of rainwater streams and conditions. These techniques employ several major purification processes to remove contaminants from storm water streams with very small footprint, including deflection sorting / filtration, vortex concentration, diffusional precipitation, and rectification.
図3から図6は、たとえばCDS分離器などの分離器40、および流れパターンを示す。廃水は流入口202を通じて接線方向に偏向分離チャンバ204に侵入するが、複数の流入口202が設けられていてもよい。流入口202は、汚水208の上方に位置して分離スラブ210によってそこから離間している、円筒形の篩206の上方に位置している。
3-6 illustrate a
流れは、ステンレス鋼篩206の周囲に沿ってスムーズに導入される。均衡のとれた1組の動水力が分離チャンバ204内で発生し、鋼篩面206にわたって連続的に移動する流れを提供して、いかなる目詰まりも防止し、連続偏向分離および渦流集中分離を通じて固形物を分離するために必要な水圧系統を確立する。
The flow is smoothly introduced along the circumference of the
篩206は固体物質を分離させ、汚水208は分離チャンバ204の下方に堆積物の貯蔵スペースを提供する。連続偏向分離プロセスは渦流チャンバ204の中心に低エネルギーの休止域203を発生するが、これは典型的な渦分離プロセスとは異なっている。単純な重力ベースの渦システムでは、ユニットの中心に近づくと回転速度が上昇する。CDSユニット内の静止域は、同じ専有面積で単純な沈殿槽を用いて実現可能なよりもはるかに広い範囲の流量を通じて、微粒子の効果的な沈殿を可能にする。偏向された処理流に含まれる粒子は、偏向選別チャンバ204によって保持され、ユニットの中心で減衰する円運動の中で維持される。高密度の粒子(比重>1)は最終的に、分離チャンバ204の下方に位置する汚水208の中に沈殿する。汚水208は、分離チャンバの底で分離スラブ210によって分離チャンバ204から隔離され、これにより水圧せん断面を形成して精錬の影響を最小化する。汚水208の中で捕捉された汚染物質は、ユニットを通る高速バイパス流から隔離され、捕捉された汚染物質の精錬損失を防止する。
ミルスケール粒子は、粒子を篩206に向かって外向きに強制移動させるチャンバ204の中のプラント水流120の円運動の影響を受ける。篩206は、ミルスケール粒子がチャンバ204の外に移動するのを防止する。接線流入120は、篩206を通じて径方向流量を超過するように均衡のとれた分離チャンバ204内の回転運動を生じる。分離チャンバ204内の連続運動は、粒子上の接線力が粒子を回転させ続け、篩を通る流れによって生じる径方向力よりも大きいことを、保証する。
The mill scale particles are affected by the circular motion of the
篩面206での乱流境界層は、小さい粒子が篩206を通過するのを妨害する。篩206の構成および配向は、休止域(停滞コア)203が存在する篩チャンバの中心に向かって粒子を偏向させる。乱流境界層205および偏向力によって発生したこのインピーダンスは、篩を有する分離チャンバ204に包まれた同伴粒子にかかる求心力の克服を助ける。この乱流境界層および偏向力は、CDSシステムが古典的な平滑壁の渦流濃縮器よりも効果的に粒子を保持できるようにする。比較すると、重力ベースの平滑壁渦流濃縮器は、渦流チャンバ内の液体から固形物を分離するために、主にトロイダル力に依存する。これらのトロイダル力は、CDSユニットの中に同程度またはより多く存在する。
The turbulent boundary layer at the
処理済み水は、篩の円筒形表面積206全体を通じて移動し、その後流出口212を通じて分離チャンバ204を出る。これは非常に広い流路面積であり、結果的に非常に低い出口速度となる。この低い底流量は、基本的な平滑円筒形壁の渦ユニットのものを超えて、CDS固形物分離プロセスの分離能力を大いに強化する。渦流分離チャンバ204の中心の休止域203の他に、篩の背後の環状空間207でも低流速は発生する。分離篩206を通る流れは、大いに分散する。篩面206を通過して環状空間207に入った後、流れは入り口202、分離チャンバ204、および出口212の速度と比較して極端に低速である。静止沈殿は、流れ120が油調節板214の下を移動してユニット40を出る前に、この環状空間207内で行われる。
The treated water travels through the
CDSユニットの分離チャンバの中のトロイダル流運動は、円形流線として示されている(図5)。これらのトロイダル流力は、篩面206での水平回転流に対して直角であり、後に粒子が汚水208の中に沈殿するCDS処理チャンバ204の中心203まで粒子を移動させるのを助ける。
The toroidal flow motion in the separation chamber of the CDS unit is shown as a circular streamline (FIG. 5). These toroidal flow forces are perpendicular to the horizontal rotational flow at the
図7から図9は本発明の好適な実施形態を示し、これは粗粒子分離器300である分離器40の使用を含む。粗粒子分離器300はたとえば、Hydro International製のHeadCell(R)であってもよく、あるいはたとえばいずれもHydro International製のGritSnail(R)およびSpiraSnail(R)を含む、その他の関連処理機器であってもよい。
7-9 illustrate a preferred embodiment of the present invention, which includes the use of a
粗粒子分離器300は樋30、32、34、36内に位置しており、たとえば分離器40、42、44、46(図1)を参照されたい。粗粒子分離器300は、脱水装置316とともに使用される。粗粒子分離器300は、鉄が豊富なミルスケールを含む廃水から、細かい粗粒子、剥離、および高密度固形物を捕捉、清浄、および除去する。
各粗粒子分離器300は、流入(粗粒子、揮発性固形物、油、および廃水)302が分離器300に侵入する、変位ヘッダ310を含む。流入302は、分配ヘッダ310を介して接線方向に沈殿トレイ308に侵入する。流入302は異なるトレイ308の間で均等に分割され、これにより回転流パターンを確立し、トレイ308の表面積に対する粗粒子の接触を最大化する。粗粒子303は、重力を介して分離器300の底の底流採取汚水306に落ちる。粗粒子除去した廃液304は、チャンバ301の壁312に位置する堰を通じてチャンバを離れる。粗粒子除去した流れ出る廃液304は、廃水処理システムによる処理のため、油およびその他の流れを下流にピット22、24、26、28(図1)まで運ぶ。
Each
分離した粗粒子/ミルスケール303は、採取汚水306を介して分離器300を出て、脱水されるために脱水装置316に送られる。図9は脱水装置316を示す。脱水装置は、GritSnail(R)およびSpiraSnail(R)など、Hydro Internationalによって製造されたものを含んでもよい。脱水装置316は、洗浄装置314からの洗浄済み粗粒子を収容するタンク318を含む。コンベヤ326は、タンク318から粗粒子330を移動させる。コンベヤは、リンススプレーバー322、粗粒子ならし機324、テールロールリンス328、およびモータ320を含む。きれいな乾燥した粗粒子330‘が脱水装置316から出力される。きれいな乾燥した粗粒子330’は、内部で使用されてもよく、あるいは汚染されたかまたは油を含む粗粒子よりも高い値段で販売されてもよい。樋の中の廃水からきれいなミルスケールを分離することにより、きれいなミルスケールが生成され、内部的に使用され、または販売されることが可能である。加えて、ピットおよび廃水処理システムに到達する固形物が少ないので、処理費用が削減される。
The separated coarse particles /
分離器は同様に、製鋼廃水を分離するために、塩基性酸素転炉に組み込まれてよい。BOFでは、分離器、およびたとえばHeadCell(R)分離器が既存の粗粒子分離装置に取って代わり、これにより費用を削減する。HeadCell(R)分離器は脱水装置に直接接続されており、ポンプの必要性を排除する。 The separator may also be incorporated into a basic oxygen converter to separate steelmaking wastewater. In BOF, separators, and for example HeadCell® separators, replace existing coarse particle separators, thereby reducing costs. The HeadCell (R) separator is connected directly to the dehydrator, eliminating the need for a pump.
図10は、BOF402および完全湿式BOFオフガス清浄システムを含む、BOFシステム400を示す。この種のシステムにおいて、BOFオフガスは水のみによって清浄される。廃水中の粗粒子は、しばしばデシルター410または液体サイクロン408を介して捕捉される。デシルターおよび液体サイクロンの問題は、低効率および脱水の欠如である。本発明の好適な実施形態によれば、粗粒子分離器40はBOFシステム400内で使用される。粗粒子分離器40は、デシルターおよび/または液体サイクロンに取って代わってもよい。粗粒子分離器40は、廃水から粗粒子を抽出し、粗粒子を脱水することができる。このため、粗粒子分離器を使用することで、埋め立て地に持って行く廃棄物の量を削減し、デシルターおよび液体サイクロンにかかわる2つの不都合を克服することができる。
FIG. 10 shows a
図11は、BOF502およびスパークボックス廃水処理504を含むBOFシステム500を示す。スパークボックス504は、ガスに向けて水を噴霧することによって、BOF502から放出されたガスを冷却する。粗粒子およびその他の廃材は通常、採取されて浄化装置またはトレーラーおよびスラグ鍋まで運ばれる。本発明によれば、粗粒子分離器は、流動する乱流廃水を処理するために使用される。粗粒子分離器40は、かつて知られていたように廃棄物を採取するよりも効率的に、廃水からきれいなスケールを分離することができる。
FIG. 11 shows a
スパークボックス廃水処理は、湿乾式オフガス清浄システムまたは完全湿式オフガス清浄システムであってもよい。スパークボックス504の下には、トレーラーまたはスラグ鍋などの容器を用いて廃水が現在採取されている。固形物は沈殿し、水はあふれ出る。少し経つと、容器が運び出され、他の場所で固形物を破棄する。この慣行は結局、低効率、高コスト、および散らかった床環境で終わることが多い。容器の代わりに粗粒子分離器40を使用することで、低コスト、高効率、および環境完全性の利点を有することができる。
The spark box wastewater treatment may be a wet dry offgas cleaning system or a fully wet offgas cleaning system. Under the
本発明者らは、雨水処理および住宅廃水処理において周知の分離器が熱間圧延機での使用に向けて修正または最適化可能であることを、認識している。たとえば、分離器は、鉄鋼業界では大規模工業用途に適応しなくてはならない。スケールの量は多く、連続的に搬送されなければならないが、その一方で現在の分離器は降雨を処理するために使用されており、連続使用はされていない。加えて、流れの上に浮揚する破片である、浮遊物を心配する必要がない。さらに、プラント再利用水を汚染した油は、プラント再利用水とともに下流に流出し続けることが望ましい。油蓄積は分離器において望ましくない。 The inventors have recognized that known separators in rainwater treatment and residential wastewater treatment can be modified or optimized for use in hot rolling mills. For example, separators must be adapted for large scale industrial applications in the steel industry. The amount of scale is large and must be continuously conveyed, while current separators are used to handle rainfall and are not continuously used. In addition, there is no need to worry about suspended solids, which are fragments that float above the flow. Furthermore, it is desirable that the oil contaminated with the plant reuse water continues to flow downstream with the plant reuse water. Oil accumulation is undesirable in the separator.
篩を含む分離器の構成要素は、スケールサイズに適合するように、および既存の樋に適合するように、最適化されなければならない。ミルスケールは砂より重く、たとえばスケール密度は約5.0であって砂密度は約2.0である。分離器の構成要素はまた、ミルスケール、油、およびプラント再利用水による摩滅に耐える材料を利用すべきである。 The separator components, including the sieve, must be optimized to fit the scale size and to fit the existing folds. Mill scale is heavier than sand, for example, scale density is about 5.0 and sand density is about 2.0. Separator components should also utilize materials that are resistant to abrasion by mill scale, oil, and plant reuse water.
本発明は、たとえば銅、アルミニウムなど、その他の金属製品用の熱間圧延機にも組み込まれてよい。本発明はまた、圧延機の樋の中に分離器を配置することによって既存の熱間圧延機または塩基性酸素転炉を改造することも含む。 The present invention may also be incorporated into hot rolling mills for other metal products such as copper and aluminum. The present invention also includes retrofitting existing hot rolling mills or basic oxygen converters by placing a separator in the rolling mill cage.
廃水から粗粒子およびミルスケールを分離するために樋の中で分離器を使用することで、資本コストおよび運転コストを削減することになる。 Using a separator in the soot to separate coarse particles and mill scale from wastewater will reduce capital and operating costs.
上記明細書において、本発明は、特定の例示的実施形態およびその例を参照して記載されてきた。しかしながら、以下の請求項に明示される本発明の広範な精神および範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更が成されてもよいことは、明らかである。したがって明細書および図面は、限定的な意味ではなく説明的なものと見なされるべきである。 In the foregoing specification, the invention has been described with reference to specific exemplary embodiments and examples thereof. However, it will be apparent that various modifications and changes may be made without departing from the broad spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. The specification and drawings are, accordingly, to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense.
Claims (17)
廃水中のミルスケール粒子を搬送するステップと、
熱間圧延機の樋から廃水を回収するステップと、
分離器を用いて廃水からミルスケール粒子を分離するステップと、
を備える方法。 A method of taking a mill scale from a hot rolling mill, wherein the hot rolling mill includes firewood,
Conveying mill scale particles in waste water;
Recovering the wastewater from the hot rolling mill dredge;
Separating mill scale particles from wastewater using a separator;
A method comprising:
をさらに備える、請求項3に記載の方法。 The method according to claim 3, further comprising the step of dewatering the collected mill scale.
をさらに備える、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising directing the remaining wastewater downstream in the hot rolling mill.
cは採取されたミルスケール中の重量%単位での油濃度、
g/mm2.s単位のhは係数、
uはミルスケールが採取される前の廃水中の重量%単位での油含有量、
τはスケールが採取される前のスケール粒子と油滴との間の秒単位での接触時間、および
mm単位のdおよびg/mm3単位のpは採取されたスケールのサイズおよび密度である、
請求項1に記載の方法。 Mill scale
c is the oil concentration in weight percent in the collected mill scale,
g / mm 2 . h in s is a coefficient,
u is the oil content in weight% of the wastewater before the mill scale is collected,
τ is the contact time in seconds between scale particles and oil droplets before the scale is taken, and d in g and g / mm 3 p is the size and density of the scale taken
The method of claim 1.
再熱炉の下流で鋼スラブを処理するための少なくとも1つのスタンドと、
ミルスケール粒子および廃水を搬送する少なくとも1つのスタンドに接続された樋と、
廃水からミルスケール粒子を分離するための樋の中の分離器と、
を備える熱間圧延機。 A reheating furnace for reheating the steel slab;
At least one stand for processing the steel slab downstream of the reheating furnace;
A tub connected to at least one stand for conveying mill scale particles and waste water;
A separator in a basket for separating mill scale particles from wastewater;
Hot rolling mill equipped with.
をさらに備える、樋を含む熱間圧延機を改造する方法。 A method of retrofitting a hot rolling mill containing a hoe, further comprising the step of placing a separator in the hoe.
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